Пути снижения техногенного воздействия гусеничных движителей уборочных машин на переувлажненные почвы

• Автор: Емельянов, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 250 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние проблемы. Цель и задачи исследований

1.1. Обоснование необходимости использования гусеничного движителя уброчнотранспортных машин для зоны Дальнего Востока

1.2. Взаимодействие гусеничного движителя с почвой.

1.3. Отрицательное воздействие на почву движителей сельскохозяйственных машин.

1.4. Выводы и задачи исследований

2. Теоретические предпосылки решения проблемы

2.1. Обоснование выбора модели переувлажненных почв Дальнего Востока

2.2. Условие предельного равновесия почвы

2.3. Выбор закономерностей деформации переувлажненной почвы гусеничным движителем

2.4. Схема деформации почвы гусеничным движителем
2.5. Теория колееобразования гусеничного движителя.
2.6. Теоретическое определение силы сопротивления движению гусеничной машины
2.7. Схема деформации почвы вследствие буксования гусеничного движителя
2.8. Влияние геометрических параметров движителя на тяговосцепные свойства.
2.9. Нормальные реакции на опорные каретки гусеничного движителя.
2 Аппроксимация эпюры нормального давления тригонометрическим рядом Фурье.
3. Программа экспериментальных исследований
3.1. Задачи экспериментальных исследований.
3.2. Общая методика исследований.
3.3. Условия проведения экспериментальных исследований.
3.4. Методика определения физикомеханических характеристик почвы
3.4.1. Определение влажности почвы
3.4.2. Определение плотности почвы.
3.4.3. Определение липкости почвы.
3.4.4. Определение твердости почвы.
3.4.5. Определение коэффициента трения и сцепления почвы.
3.5. Частные методики исследований.
3.5.1. Замер крутящего момента на ведущих звездочках.
3.5.2. Замер нормального давления
3.5.3. Замер тягового усилия, усилий в шарнире гусеничного звена
3.5.4. Замер глубины колеи.
3.5.5. Замер буксования
3.5.6. Средства измерений, тарировка тензометрических узлов
3.5.6.1. Крутящий момент на ведущей звездочке
3.5.6.2. Нормальное давление под опорной поверхностью движителя
3.5.6.3. Усилия в шарнире гусеничного звена
3.5.6.4. Глубина колеи.
3.6. Методика математической обработки экспериментальных данных.
3.6.1. Погрешность измерений.
3.6.2. Математическая обработка
3.7. Методика статистической обработки случайных процессов.
4. Результаты, анализ экспериментальных исследований.
4.1. Физикомеханические характеристики почвы
4.2. Техногенное воздействие металлогусеничного движителя уборочных машин на почву.
4.3. Тяговосцепные свойства металлогусеничного движителя уборочных машин
4.4. Результаты сравнительных экспериментальных исследований гусе
ничного движителя с полужесткой и упругой подвесками
4.5. Статистические характеристики момента сопротивления движению
4.6. Надежность металлогусеничного движителя
4.7. Результаты исследований цепного пневмогусеничного движителя и
движителя с резиноармированными гусеницами
5. Применение результатов исследований в инженерной практике, экономическая эффективность
Выводы и предложения
Литература


Уборочные машины навешены в основном на гусеничные и колесные движители. В предыдущем параграфе обосновано использование на Дальнем Востоке гусеничных машин. Однако, методологический подход в исследованиях процесса взаимодействия с почвой обоих типов движителей имеет много общего. Поэтому для более полного анализа рассмотрено перекатывание по опорному основанию как гусеничных, так и колесных движителей. Основы общей теории мобильных машин заложены в работах А. Н. Судакова [9], В. П. Горячкина [], М. X. Пигулевского [5], М. Н. Ле-тошнева [2, 3], Е. Д. Львова [8], Е. М. Харитончика [8 ,9], Д. К. Карельских, М. К. Кристи [], М. И. Медведева [6, 7], А. С. Антонова, Е. И. Магидовича, Б. А. Артамонова [5, 6, 7], В. Ф. Бабкова [9, , , ], А. К. Бируля [, ], В. И. Заславского [], Н. И. Груздева [], Я. Е. Бинови-ча, П. И. Иванова, А. А. Прокофьева [], А. И. Благонравова [] и ряда других ученых. Дальнейшее развитие теория самоходных машин получила в трудах Д. А. Чудакова [6, 7], М. Е. Мацепуры [1, 2, 3, 4, 5], Б. Я. Янушкевича [1], Ф. А. Опейко [1], С. С. Корчунова [, ], В. В. Кацыгина [, , , ], И. А. Ульянова [6], И. Б. Барского [, ], В. В. Гуськова [, , , , , ], Н. А. Забавникова [], Г. С. Солопова [4], Н. Ф. Бочарова [], А. А. Хлуса [3], С. Н. Хробостова [4], М. М. Танклевского [1], В. А. Скотникова [0,1, 2, 3, 4, 5], И. П. Ксеневича [], Г. А. Леонтьева [2], А. Ф. Пескова [4], Б. Н. Пинигина [6], Гао Син-Фана [], Ю. Ф. Гинзбурга, А. И. Шведа, А. П. Парфенова [], А. П. Софияна [5,6], Я. С. Агейкина [1], А. Ф. Полетаева [9], Г. А. Смирнова [7], И. И. Водяника [, ], Н. Л. Кладова [], В. Г. Колоши [], В. А. Русанова [5], М. М. Левина [1], Вонг Джу [], Н. Д. Баранова [], А. Ван Де-Тин [], А. А. Жвиренаса [], В. П. Запольского [], А. С. Николаева [9], Ю. А. Соколова [1], А. К. Тургиева [5]. Значительный вклад в теорию движителей внесли работы зарубежных исследователей М. Г. Беккера [3, 4, 5], N. Henning [0], W. Bucheil [8], R. Kristek [1], M. Dwyer [9], C. Burt [7], J. Perumpal [4], T. Baker [6], D. Kuether [2], R. Ogorkiewich [3], J. Reed [6], H. Pollit [5]. Движение гусеничной машины осуществляется за счет взаимодействия опорного участка движителя с почвой. Под воздействием крутящего момента на ведущих звездочках между опорной поверхностью и почвой возникают касательные реакции. Касательные реакции, действуя на движитель, толкают машину вперед. Равнодействующая касательных реакций почвы (без учета внутренних потерь) является касательной силой тяги. В результате взаимодействия гусеничного движителя с почвой последняя подвергается деформации. Со стороны почвы возникают реакции, обуславливающие силу сопротивления движению машины. Возможность передвижения определяется преобладанием касательной силы тяги над сопротивлением движению. Рассмотрим физическую природу силы сопротивления и касательной силы тяги гусеничного движителя. При движении машины часть энергии, подводимой к ведущим звездочкам, непроизводительно затрачивается на преодоление силы сопротивления движению. Сила сопротивления движению слагается из внутренних и внешних потерь [, , , 8, 6, 7, 3, 6]. Pfn - сила сопротивления движению вследствие внешних потерь. А, В, Э - коэффициенты пропорциональности; Т - натяжение гусеничной цепи; V - скорость движения машины; в - эксплуатационный вес машины. Гусеничные машины сельскохозяйственного назначения в основном передвигаются по легкодеформируемой почве. При этом звенья опорного участка гусеничного обвода проворачиваются друг относительно друга под воздействием опорных катков. Т* - усилие, действующее в 1-ом шарнире при его повороте на угол Дфь п - число звеньев. Общая сила сопротивления движению в следствие внутренних потерь гусеничного движителя определяется суммой выражений (1. Внешние потери обуславливаются деформацией почвы. Сила сопротивления движению в следствие внешних потерь за счет деформации почвы в общем виде определяется по выражению [, , , , , 8, 6, 7, 0, 1, 2. И - глубина колеи; q - напряжение сжатия почвы, равное нормальному давлению; Ь - длина опорной поверхности движителя.